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Quality of STORM model predictions for a mid-latitude station
Quality of STORM model predictions for a mid-latitude station
Autor
Araujo Pradere, Eduardo A.
Institución
Resumen
Las simulaciones teóricas más recientes de la respuesta ionosférica a tormentas geomagnéticas han sido la base para una mejor comprensión de los procesos involucrados y el consiguiente desarrollo de un modelo empírico ionosférico para condiciones perturbadas (STORM). Este modelo empírico tiene como entrada la historia previa del índice magnético a, y está designado para escalar la frecuencia crítica de la región F (foF2) para que se asimilen los cambios ionosféricos relacionados con la tormenta magnética. El modelo provee una poderosa, aunque simple, herramienta para el modelaje de la ionosfera perturbada. La calidad de las predicciones del modelo fue evaluada a través de la comparación con la respuesta ionosférica observada durante las seis mayores tormentas del año 2000. La salida del modelo se comparó con la respuesta ionosférica real en una estación a latitud media (Chilton, coordenadas geográficas: 51.6 N, 358.7 E). Las comparaciones muestran que el modelo captura el decrecimiento de la densidad electrónica particularmente bien para condiciones de verano, y con algo menor calidad para otras condiciones. El valor del modelo fue cuantificado a través de la comparación de la raíz cuadrática del error medio cuadrático (RMSE) de las predicciones de STORM con las de la media mensual. Los resultados de este estudio muestran que el modelo STORM mejora la calidad de la predicción hasta en un 55% respecto a la media mensual para los días de tormentas, una mejora considerable sobre la climatología. El modelo STORM ha sido incluido como la corrección para condiciones magneto perturbadas en la versión más reciente del IRI (International Reference Ionosphere, IRI2000, Bilitza, 2001). Recent theoretical model simulations of the ionospheric response to geomagnetic storms have provided an understanding for the development of an empirical storm-time ionospheric correction model (STORM). The empirical model is driven by the previous time-history of a, and is designed to scale the quiet-time F-layer critical frequency (foF2) to account for storm-time changes in the ionosphere. The model provides a useful, yet simple tool for modeling of the perturbed ionosphere. The quality of the model prediction has been evaluated by comparing with the observed ionospheric response during the six biggest storms in 2000. The model output was compared with the actual ionospheric response at a mid-latitude station (Chilton, geographic coordinates: 51.6 N, 358.7 E). The comparisons show the model captures the decreases in electron density particularly well in summer conditions, and with some less quality for other conditions. The value of the model has been quantified by comparing the root mean square error (RMSE) of the STORM predictions with the monthly mean. The results of this study illustrate that the STORM model shows almost a 55 % improvement over the monthly median during the storm days, a significant improvement over climatology. STORM is now included in the latest version of the International Reference Ionosphere (IRI2000, Bilitza, 2001) as the correction for perturbed conditions.